Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины

Авторы патента:

E21B7/08 - особые устройства для изменения направления буровой скважины, например специальные буровые долота, конусные пробки для ухода в сторону, шарнирные отклонители (направленная прорезка окон E21B 29/06; изменение направления ловильных инструментов E21B 31/14)

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может использоваться при бурении, для забуривания боковых стволов из скважины.

Задачами создания полезной модели являются: снижение износа рабочей поверхности клина-отклонителя направляющей породоразрушающий инструмент.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины включает наклонную рабочую поверхность, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, отверстие выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина-отклонителя концентрично наружному диаметру, на рабочую поверхность полосами нанесено покрытие из композиционного материала. На верхней части клина-отклонителя со стороны обратной рабочей, нанесена насечка. Полосы покрытия нанесены V образно и симметрично относительно центра. Полосы покрытия нанесенные V образно направлены вниз острием. Полосы покрытия могут быть нанесены под углом к продольной оси. Полосы покрытия могут быть нанесены поперек рабочей поверхности. Полосы покрытия могут быть нанесены вдоль рабочей поверхности. Полосы покрытия пересекаются и образуют ромбы. В качестве композиционного материала используется вольфрамокобальтовый твердый сплав.

1 с.п-т ф-лы, 8 зав. п-тов, илл. 8.

Известен клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по патенту на изобретение 2429335. Изобретение относится к бурению скважин, а именно к забуриванию боковых стволов из ранее пробуренных скважин. Обеспечивает безаварийную доставку клина-отклонителя в интервал скважины, гарантированное срабатывание якоря, надежную защиту от загрязнения, позволяет передавать большие крутящие моменты. Клин-отклонитель состоит из клина с продольным каналом. Посадочный инструмент выполнен в виде полой штанги, проходящей через продольный канал клина, и соединен с переходником. Раздуваемый якорь соединен с переходником снизу и оснащен башмаком, который соединен технологической трубой с переходником. Раздуваемый якорь выполнен в виде продольно-гофрированной трубы с цилиндрическими концами. Конец штанги вставлен в центральный канал переходника с возможностью только продольного перемещения и фиксации срезными штифтами и шариками, размещенными соответственно в верхних и нижних рядах радиальных отверстий штанги, при этом в полой штанге с возможностью перемещения вниз размещена полая втулка, зафиксированная срезным элементом, герметично перекрывающая ряды радиальных отверстий, взаимодействующая с шариками и оснащенная снизу ниппелем с замковым элементом снаружи и сужением под бросовый с устья элемент изнутри, при этом башмак якоря оснащен снизу калибратором, а изнутри - седлом под ниппель втулки, которая выполнена с возможностью фиксации замковым элементом в седле башмака. Недостатком клина-отклонителя является быстрый износ его рабочей поверхности направляющей породоразрушающий инструмент.

Известен клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по патенту на изобретение 2390615. Изобретение относится к области бурения газонефтяных скважин, в частности к устройствам для бурения боковых стволов из скважины. Состоит из отклоняющего клина с продольным каналом, шарнирно соединенного снизу и подпружиненного наружу с переводником, который снизу оснащен расширяющимся пакером-якорем, посадочного инструмента в виде полого патрубка с верхней муфтой для соединения с бурильной колонной и левой резьбой снизу для соединения с переводником. Полый патрубок снизу оснащен стопором, а переводник - цилиндром с поршнем, зафиксированным разрушаемыми элементами в верхней части цилиндра с возможностью продольного перемещения относительно него. Полый патрубок выше продольного канала клина оснащен верхним и нижним упорами, между которыми размещено скользящее кольцо, оснащенное кожухом, выполненным в виде сектора полого стакана с днищем наверху. Предложенная конструкция повышает качество работ, а также понижает аварийность и стоимость строительства скважин, особенно осложненных геологическими условиями. Недостатком клина-отклонителя для забуривания боковых стволов из скважины является быстрый износ рабочей поверхности направляющей породоразрушающий инструмент.

Известен клин-отклонитель по патенту на изобретение 2183248. Клин-отклонитель предназначен для обеспечения отклонения буримой скважины от заданного направления. Клин-отклонитель включает корпус, рабочая поверхность которого в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, резьбу в хвостовой части корпуса для его связи с хвостовиком, осевой продольный канал в корпусе с выходом на рабочую поверхность и якорь. На расстоянии не менее чем половина длины клина-отклонителя от его хвостовой части, симметрично продольной плоскости клина-отклонителя, на его поверхности ниже продольного желоба выполнейы две продольные лыски, которые в поперечном сечении представляют собой две пересекающиеся вне диаметра корпуса клина-отклонителя хорды, угол между которыми составляет 60°. Осевой канал в корпусе связан с упомянутыми лысками посредством радиальных отверстий, при этом резьба хвостовой части корпуса выполнена под углом к продольной оси клина-отклонителя. На резьбе закреплен хвостовик, в нижней части имеющий эксцентричное кольцо и резьбу для присоединения якоря, который выполнен в виде взрывного пакера. Такое выполнение клина-отклонителя позволяет упростить его конструкцию и одновременно повысить качество работы при отклонении ствола скважины в заданном направлении, а также при забуривании нового ствола из первоначальной скважины. Недостатком клина-отклонителя является быстрый износ рабочей поверхности направляющей породоразрушающий инструмент.

Известен клин-отклонитель по патенту на изобретение 2183247. Клин-отклонитель предназначен для обеспечения отклонения буримой скважины от заданного направления. Клин-отклонитель включает корпус, рабочая поверхность которого в поперечном сечении имеет форму продольного желоба. В головной части корпуса выполнены отверстия для связи со спускаемым буровым инструментом посредством срезных элементов. В хвостовой части корпуса под углом к продольной оси клина-отклонителя выполнена резьба для его связи с хвостовиком, а в корпусе выполнен осевой продольный канал с выходом его на рабочую поверхность. На расстоянии не менее чем половины длины клина-отклонителя от его хвостовой части, симметрично продольной плоскости клина-отклонителя, на его боковой поверхности ниже продольного желоба выполнены продольные лыски, которые в поперечном сечении представляют собой две пересекающиеся вне диаметра корпуса клина-отклонителя хорды. Угол между лысками составляет 60°, при этом осевой канал в корпусе связан с упомянутыми лысками посредством радиальных отверстий, а резьба хвостовой части выполнена под углом к продольной оси клина-отклонителя. На резьбе закреплен хвостовик, имеющий длину до 1,2 длины клина-отклонителя. К хвостовику может быть закреплен фильтр, имеющий посадочный фланец под посадочное седло, устанавливаемое в скважине. Такое выполнение клина-отклонителя позволяет упростить его конструкцию и одновременно повысить качество работы при отклонении ствола скважины в заданном направлении, а также при забуривании нового ствола из первоначальной скважины. Недостатком клина-отклонителя является быстрый износ рабочей поверхности направляющей породоразрушающий инструмент.

Известен клин-отклонитель по патенту на полезную модель 22960 (прототип) Клин-отклонитель, включающий корпус, рабочая поверхность которого в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, выполненные в головной части корпуса отверстия для связи с спускаемым буровым инструментом, резьбу в хвостовой части корпуса для его связи с хвостовиком и осевой продольный канал в корпусе с выходом его на рабочую поверхность, отличающийся тем, что на расстоянии не менее чем половина длины клина-отклонителя от его хвостовой части, симметрично продольной плоскости клина-отклонителя, на его боковой поверхности ниже продольного желоба выполнены продольные лыски, которые в поперечном сечении представляют собой две пересекающиеся вне диаметра корпуса клина-отклонителя хорды, угол между которыми составляет 60°, при этом осевой канал в корпусе связан с упомянутыми лысками посредством радиальных отверстий, размещенных в зоне цементации, а резьба хвостовой части выполнена под углом к продольной оси клина-отклонителя. Недостатком клина-отклонителя является быстрый износ рабочей поверхности направляющей породоразрушающий инструмент.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении клина-отклонителя для забуривания боковых стволов из скважины применяются недефицитные материалы и известные технологии.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.17, где:

на фиг.1 приведен вид сбоку клина-отклонителя для забуривания боковых стволов из скважины.

на фиг.2 приведен вид на рабочую поверхность клина-отклонителя с полосами покрытия нанесенными вдоль рабочей поверхности.

на фиг.3 приведен поперечный разрез клина-отклонителя А-А.

на фиг.4 приведен вид Б на насечку нанесенную со стороны обратной рабочей.

на фиг.5 приведен вид В на рабочую поверхность клина-отклонителя с полосами покрытия нанесенными V образно.

на фиг.6 приведен вид В на рабочую поверхность клина-отклонителя с полосами покрытия нанесенными под углом к продольной оси.

на фиг.7 приведен вид В на рабочую поверхность клина-отклонителя с полосами покрытия нанесенными поперек рабочей поверхности.

на фиг.8 приведен вид В на рабочую поверхность клина-отклонителя, полосы покрытия пересекаются и образуют ромбы.

Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины включает наклонную рабочую поверхность 1, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, отверстие 2 выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина-отклонителя 3 для соединения его срезаемым элементом с фрезой предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие 4 для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части 5 клина-отклонителя концентрично наружному диаметру, на рабочую поверхность полосами нанесено покрытие 6 из композиционного материала. На верхней части клина-отклонителя 3 со стороны обратной рабочей нанесена насечка 7. Полосы покрытия 6 нанесены V образно и симметрично относительно центра. Полосы покрытия 6 нанесенные V образно направлены вниз острием. Полосы покрытия 6 могут быть нанесены под углом к продольной оси. Полосы покрытия 6 могут быть нанесены поперек рабочей поверхности. Полосы покрытия 6 могут быть нанесены вдоль рабочей поверхности. Полосы покрытия 6 могут пересекаться и образовывать ромбы. В качестве композиционного материала используется вольфрамокобальтовый твердый сплав.

Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины работает следующим образом. Клин-отклонитель через отверстие 2 соединяют срезаемым элементом с фрезой предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, к резьбовому отверстию 4 на торце нижней части клина-отклонителя 5 присоединяют устройство крепления клина-отклонителя в обсадной колонне. Клин-отклонитель спускают на колонне бурильных труб в скважину на глубину зарезки бокового ствола, ориентируют и фиксируют его устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне. Разгружают на срезаемый элемент буровую колонну, после среза срезаемого элемента, вращая буровую колонну подают ее вниз. Фреза отклоняется клином-отклонителем к стенке обсадной трубы, прорезает ее и формирует окно. При зарезке верхняя часть клина 3 насечкой 7 прижимается к стенке обсадной трубы, обеспечивая надежную фиксацию клина-отклонителя. Твердосплавное покрытие нанесенное полосами позволяет сохранить рабочую поверхность клина-отклонителя при многократном прохождении колонны бурильных труб с породоразрушающим инструментом через прорезанное в колонне обсадных труб окно.

Применение полезной модели позволило:

1. Обеспечить прорезку бокового окна в обсадной колонне.

2. Повысить долговечность рабочей поверхности клина-отклонителя.

3. Обеспечить свободное прохождение породоразрушающего инструмента через окно в обсадной колонне.

4. Снизить вероятность подклинок, затяжек и других аварий связанных с прохождением буровой колонны через прорезанное в обсадной колонне окно.

5. Обеспечить надежную фиксацию клина-отклонителя в обсадной трубе.

1. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины, включающий наклонную рабочую поверхность, которая в поперечном сечении имеет форму продольного желоба, отверстие, выполненное перпендикулярно оси на верхней части клина для соединения его срезаемым элементом с фрезой, предназначенной для прорезания окна в обсадной колонне, резьбовое отверстие для соединения с устройством крепления клина-отклонителя в обсадной колонне, выполненное на торце нижней части клина-отклонителя концентрично наружному диаметру, отличающийся тем, что на рабочую поверхность полосами нанесено покрытие из композиционного материала.

2. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что на верхней части клина-отклонителя со стороны, обратной рабочей, нанесена насечка.

3. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия нанесены V-образно и симметрично относительно центра.

4. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия, нанесенные V-образно, направлены вниз острием.

5. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия нанесены под углом к продольной оси.

6. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия нанесены поперек рабочей поверхности.

7. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия нанесены вдоль рабочей поверхности.

8. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что полосы покрытия пересекаются и образуют ромбы.

9. Клин-отклонитель для забуривания боковых стволов из скважины по п.1, отличающийся тем, что в качестве композиционного материала используется вольфрамокобальтовый твердый сплав.